【摘 要】
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近些年来,越来越多的研究致力于柔性电子器件,并在可穿戴系统领域取得了一定的成果。同时,磁作为一种自然现象在自然现象及人类生活中广泛存在。常用的磁场检测方法多为基于
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近些年来,越来越多的研究致力于柔性电子器件,并在可穿戴系统领域取得了一定的成果。同时,磁作为一种自然现象在自然现象及人类生活中广泛存在。常用的磁场检测方法多为基于刚性材料,利用磁性材料的磁阻效应,将其与柔性电子器件进行结合,突破了其刚性的特点,进一步达到柔性电子器件对磁场检测的目的,并研究这种结构原理对应变传感灵敏度的影响。本文中,提出了一种高灵敏度且可用于检测磁场的柔性应力磁传感薄膜。采用模板法分别制备了不同质量比例的基于MNs&AgNWs纳米复合材料且具备夹层结构的柔性应力磁薄膜,并对薄膜进行电学、应变传感、磁传感性能进行测试分析。实验结果表明:1.采用水热法合成的Fe3O4材料为直径约500 nm的磁性小球,材料具备良好的单晶特性和较高的磁饱和强度,采用多元醇热法合成的银纳米线长度约26μm,将两种纳米材料按照质量比为1:1得到磁性纳米复合材料,采用模板法制备成柔性薄膜,其电学性能测试显示这种柔性应力磁传感器具有良好的欧姆特性,并探索发现了传感器具备一定的磁场检测作用,且检测范围为20 mT。2.优化磁性纳米材料的选择,采用水热法合成磁致伸缩效应更好的FeCo纳米材料,同时优化磁性纳米材料和银纳米线的质量比例,对柔性传感薄膜进行电学性能、应变性能及磁场检测测试,发现基于FeCo&AgNWs的柔性应力磁薄膜均具有良好的欧姆特性,且当FeCo与AgNWs质量比为1:5时,传感器对应变具有最大的应变灵敏系数为24,同时,传感器在磁场环境中具有最大的电阻变化率0.28,基于FeCo&AgNWs的柔性应力磁薄膜对磁场的检测范围扩大到0.4T(400mT),扩大了约20倍。综上,在柔性电子器件敏感单元中添加磁性纳米颗粒,利用磁性材料的磁阻效应可以达到对磁场的检测,并对柔性应力磁传感薄膜针对应变的灵敏系数也得到了很大的提升,且基于FeCo&AgNWs的柔性应力磁传感器对磁场的检测性能要优于基于Fe3O4&AgNWs的柔性应力传感器。
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